用于轴流式涡轮机低压压缩机的复合壳体的制作方法_2

文档序号:9657093阅读:来源:国知局
转轴线的位置。
[0046]图1是轴流式涡轮机的简化描述。在这个特定例子中,其是一个旁路涡轮喷气发动机。涡轮喷气发动机2包括称为低压压缩机4的第一压缩水平、称为高压压缩机6的第二压缩水平、燃烧室8,以及一个或多个涡轮机水平10。在操作中,经由中心轴传输至转子12的涡轮机10的机械动力转动两个压缩机4和6。降压装置可以增加传输至压缩机的转速。压缩机包括与定子叶片排相关联的若干排转子叶片。因此,转子关于其旋转轴线14的旋转可能产生空气流并且逐渐地压缩该流直到其进入燃烧室8。
[0047]通常称为风扇16的入口鼓风机被联接至转子12,并且产生空气流,该空气流分成穿过涡轮机的不同上述水平的一次流18以及沿机器穿过环形管道(部分示出)以便随后当其离开凸轮机时与一次流再结合的二次流20。一次流18和二次流20是环形流并且由涡轮机的壳体来引导。
[0048]图2是如在图1的轴流式涡轮机的压缩机2的横截面的视图。压缩机可以是低压压缩机4。此处,部分风扇16以及分开一次流18和二次流20的唇部22是可见的。转子12包括若干排转子叶片24,在当前的例子中是三排。
[0049]压缩机包括若干组引导轮叶,在当前的例子中是四组,每组引导轮叶包括一排定子叶片26。各组引导轮叶的每个与转子叶片排相关联,以便使空气流变直,从而将流的速度转换成压力。
[0050]压缩机包括至少一个壳体28。该壳体28可具有环形整体形状,该形状具有呈现关于转子12的旋转轴线14旋转对称的轮廓。其可以是外部壳体,并且可以由例如具有机基质和纤维加强件的复合材料制成。其可以是基本上平坦的。复合壳体28可以包括固定凸缘30,例如用于固定分离唇22和/或用于固定至涡轮机的中间风扇壳体32的环形固定凸缘。环形凸缘30可以包括固定孔(未示出),以允许使用螺栓或锁紧螺栓来固定。
[0051]复合壳体28可以包括大致为圆形或成形为圆弧的壁34、可以由凸缘30限定的边缘。壁34可以是沿轴线14具有半径改变的双曲线形状。这种半径的变化可以相反。壁34具有双曲率的内部表面。
[0052]壁34可以具有用于固定叶片的环形表面,和/或布置在环形排中用于附接定子叶片26的一系列固定孔(未示出)。固定孔可装配有插入件(未示出),以加强环形壳体28的复合材料。该插入件可以并入壁34和/或凸缘30的厚度中。
[0053]图3是表示制造复合环形壳体的方法的图形。
[0054]该方法可以包括以下连续步骤,可能是以这样的顺序:
[0055](a)提供或取得100具有模制表面的模具,模制表面具有配置成形成壳体的边缘拐角的拐角;
[0056](b)提供热塑性树脂轮廓部分并且将其沿模具的拐角放置106 ;
[0057](c)将纤维加强件放置107在拥抱轮廓部分的模具中;
[0058](d)将模具关闭;
[0059](e)将可能注射到模具中的树脂聚合109 ;
[0060](f)将壳体脱模110。
[0061]在提供106轮廓部分的步骤(b)期间,树脂可以被填充。其可以包括改善其机械强度和/或给予其触变性质的纤维或颗粒。
[0062]根据本发明的一替代方案,在提供和放置纤维加强件的步骤(c)的开始时,纤维加强件可以预先用树脂浸透。其可以由浸透的纤维层片片形成。在聚合步骤(e)期间,通过加热模具来聚合层层片用其浸透的树脂。
[0063]在放置106纤维加强件的步骤(c)期间,在其放置在模具中之前,可以生产加强件。它可成形在模板或织物上。根据本发明的一替代方案,例如,加强件可以通过在模具的模制表面上堆叠连续若干个纤维层层片来成形在模具上。
[0064]图4描述了壳体的纤维加强件38的横截面,该截面是沿旋转轴线14截取的。可能本教导被施加到涡轮机的任何壳体。
[0065]纤维加强件38可以呈现出旋转对称性,其具有呈现相对于轴线14旋转对称的轮廓。该轮廓可以是平坦的。纤维加强件38可以包括纤维预成型件40,其以这样一种方式形成,以便粗制出复合环形壳体的形状。纤维加强件38可能完全地加强并占据壳体的壁和每个凸缘。
[0066]预成型件40可以包括成堆或一卷不同的纤维片46或纤维层片46,其可以沿壁部分42并且沿着至少一个或多个固定凸缘44来延伸。预成型件40可以包括具有纤维垫的层,其可能使用三维织物制成。
[0067]层片46可以包括碳纤维和/或石墨纤维和/或玻璃纤维。例如,预成型件可以包括具有由碳纤维制成的层片的中心层,以及在表面处的具有玻璃纤维的至少一个层片,可能为了避免电解腐蚀。纤维加强件的纤维可以具有大于30cm的平均长度,优选地大于60cm,更优选地大于100cm。层片46可以是非织物层片或织物层片。在内侧,在每个环形凸缘44下,对于预先成形的模板,加强件可能经由其预成型件形成环形圆角半径50或弯头,其由层片的卷或连续应用造成。
[0068]图5描述了复合壳体的纤维加强件38的横截面,该横截面是沿图4中绘制的线5-5截取的。
[0069]复合壳体可描述圆,或者可以是描述半圆的环形半壳体,或者描述诸如圆的四分之一、六分之一或八分之一的圆的小部分的环形壳体的环形片段。环形壳体可以沿一个或多个沿旋转轴线14延伸的平面分离。为了将半壳体或壳体片段接合在一起,设置旨在固定在一起的轴向固定凸缘。
[0070]因此,环形壳体的纤维加强件38还可以描绘半圆,并且具有径向延伸的轴向凸缘52。因为纤维加强件38可以通过连续地堆叠纤维层片46来创建,轴向圆角半径54或弯头可以沿轴向凸缘52的所有方式轴向地形成在壁的边缘处、与轴向凸缘的轴向连接处。
[0071]图6描述了提供或取得模具56的步骤以及提供和放置轮廓部分58的步骤。模具部分56和轮廓部分58被描述在横截面中的穿过对应于轴线14的轴线的平面上。
[0072]模具可以具有由呈现旋转对称性的轮廓产生的模制表面¢0 ;62)。模具可以具有大致管状的环形模制表面60,其是环形壳体的内部表面的对应部。虽然在此描述的管状的模制表面60的轮廓是直的,但明显的是,事实上,其可能成为弯曲的。模具56还可以具有径向延伸的模制表面62,其是凸缘的固定表面的对应部。管状表面60和径向表面62在其相遇处形成拐角64或凹角,可能形成壳体的边缘拐角。
[0073]由树脂制成的轮廓部分58被提供并放置在模具56中,以便形成拐角64。其长度对应于要创建的边缘拐角的长度。轮廓部分58可能会在包装中以从外界空气中保护它。轮廓部分的树脂可以是热塑性树脂,例如,环氧树脂。树脂可以包括填料,诸如,铝粉末和/或纤维,可能是碳纤维。纤维可以具有小于10_的长度,优选地小于2_。其质量表示轮廓部分质量的0.1 %至20%之间,优选地在0.5%至5%之间。
[0074]轮廓部分58的树脂按重量可以包括40%至90%之间的N,N,f,N'-四缩水甘油基-4,4' -二氨基二苯甲烷,和/或10%至30%之间的聚醚砜,和/或1%至10%之间的1,5_萘二酚。该树脂有可能是触变树脂,这意味着在机械应力的作用下,树脂的粘度下降。
[0075]在其主要伸长方向上,轮廓部分58可具有大致三角形的横截面或轮廓。轮廓部分的轮廓的角度,可能是直角,与模具56的拐角重合,以便像填充条似的填充它。轮廓部分58也可以具有弯曲表面66,使得其可以与纤维加强件的弯头轮廓协作。
[0076]图7描述了将纤维加强件放置在模具中的步骤。该图对应于与环形凸缘相关联的圆形边缘拐角的创建。本教导可以一般地变换到轴向边缘拐角。
[0077]该步骤允许纤维加强件38抵靠模具56的模制表面放置并且允许覆盖轮廓部分58。加强件38拥抱轮廓部分58的整个径向高度,可能在整个弯曲表面66上。加强件38和/或轮廓部分58可在该步骤期间充分地变形,因为纤维加强件38是可压缩的。轮廓部分58可以变形,因为它的弹性和/或它的触变性质。轮廓部分58允许填充边缘拐角与纤维加强件38的弯头部分之间的体积。
[0078]图8描述了关闭模具56的步骤,以便围住轮廓部分5
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1